土石坝的剖面与构造
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土质防渗体与坝壳的上、下游接触面，如 不能满足反滤要求，均须设置反滤层。
3/23/2021
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土质防渗体坝
8 139.2
过渡层 90.5
截水墙 6 （a） 8
3/23/2021
保护层
砂壳
1:3.5
反滤层 粘土斜墙
截水墙 不透水层 混凝土齿墙
（b）
砂砾石冲积层
（a）粘土心墙坝； （b）粘土斜墙坝 第13页/共31页
➢在高烈度地震区可采用上缓下陡的坝坡。
➢（4）均质坝放缓下游坝坡——透水性大， 为维持渗流稳定。
➢（5）坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致
时，分段采用不同坡率，设过渡区，坝坡缓
慢 变 化 。 3/23/2021
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2.坝坡初选
●中、低均质坝，平均为1：3。
●土质心墙坝，下游为堆石1：1.5～1：2.5，采用土料 1：2.0～1：3.0；上游采用堆石1：1.7～1：2.7，采 用土料1：2.5～1：3.5。 ●斜墙坝下游可略陡；上游可略缓，石质放缓0.2，土 质放缓0.5。 ●面板堆石坝，上游1：1.4～1：1.7；下游1：1.3～1： 1.4，卵砾石1：1.5～1：1.6，H＞110m时，适当放缓。
高出静水位0.5m，非常条件下▽坝顶≮▽静水位。
●超高d的计算
d=R+e+A （1）
式中 R—— 波浪爬高，m；
e —— 风浪壅高，m；
A —— 安全加高，m，
根据坝的级别采用。
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坝的级别
1
正常运行 1.50
非常运行 （a）山 区，丘陵 区
非常运行 （b）平 原，滨海 区
0.70 1.00
规范规定：
高坝b=10～15m； 中、低坝b=5～10m。
三、坝坡 坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及施工方 法有关， 一般参照工程实践类比拟定，然后核算、修改确定。 在满足 稳定的前提下，尽可能陡以节约工程量。
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原则：
（1）上游坝坡比下游缓——上游坝坡长期处于
近年来许多工程都倾向于采用简单的单层式
沥 青 混 凝 土 斜 墙 。 3/23/2021
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沥青混凝土面板构造
13 3
3
10 15
2
9 2 12 6 6 2
第
2 4
七
5
节 土
6
10 6
11 6
石
坝
7
8
9
的
（ ） （ ） （ ）
构
造
a
b
c
1-沥青砂胶；2-沥青砂浆；3-沥青混凝土（分3层浇 筑）；Βιβλιοθήκη Baidu-排水层；
2．非土质材料防渗体
（1）沥青混凝土防渗体
沥青混凝土具有: 塑性和柔性好；防渗性能较 好。渗透系数约10-7～10-10cm/s；厚度通常 取40～125cm。对于中低坝，其底部厚度可采 用坝高的1/40～1/60，顶部但不应小于30cm。
沥青混凝土斜墙坝：
沥青混凝土斜墙做成双层式，即在两层沥青 混凝土防渗层之间夹一层由贫沥青混凝土铺成 的排水层，其作用是排除渗过首层防渗层的渗 水。
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➢马道：设在变坡处—拦截雨水，防止冲刷 坝面，交通、检修、观测，增加稳定。上游 除观测需要外，趋向不设马道，下游坝坡也 不设或少设。在坝坡上设置斜马道效果良好， 对坝面交通极为有利，设Z字形上坝公路， 避免岸坡开挖道路。宽度按用途确定， b≮1.5m。
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二、土石坝的构造 土石坝的构造主要包括坝顶、护坡、防渗体和排 水设施等四个部分。
一、防渗体
按防渗体材料可分为：
土质防渗体：粘性土心墙和斜墙等；
非土质材料防渗体：沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、 斜墙、面板和复合土工膜等。
1．土质防渗体
3/23/2021
实践证明：土质防渗体的断面及厚度取决于防 渗体土料的允许比降，在设计中通常采用渗流平均
第11页/共31页
允许比降
最大作用水头H与允许比降的比值：T=H/[J]。
工程中：理论计算的防渗体断面可能太薄， 其对抗震抗裂不利。
为此，根据实际工程经验提出的允许比降：
心墙不宜大于4.0，斜墙不宜大于5.0
据此求出土质防渗体底部的厚度。
土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。 心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其 厚度不得小于1.0m。
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R
坝顶超高计算图
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d ReA
一、坝顶高程 ▽坝顶＝▽静水位+d（坝顶超高）: ●按四种条件计算，取最大值：
① ▽坝顶＝▽设计+ d正常； ② ▽坝顶＝▽正常+ d正常；
③ ▽坝顶＝▽校核+ d非常；④ ▽坝顶＝▽正常+ d非常+△A地 震。
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●设防浪墙时，为对▽防浪的要求，正常条件下▽坝顶应
●地震涌浪高△A地震＝0.5～1.5m
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水库吹程D（km） 正常波浪爬高R+e 最小波浪爬高
（m）
R +e （m）
<1.6
1.2
0.9
1.6
1.5
1.2
4.0
1.8
1.5
8.0
2.4
1.8
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16.0
3.0
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2.1
d ReA
二、坝顶宽度
饱和状态，水库水位也可能快速下降。
（2）斜墙坝的上游坝坡较心墙坝为缓——土质
防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控
制，下游坝坡相反。
（3）变坡与不变坡——粘性土料的稳定坝坡上
部陡，下部缓，每隔10～30m，逐段放缓，相邻
坡率差值取0.25或0.5；
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➢砂土和堆石的稳定坝坡为一平面，可采用均 一坡率；
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2 1.00 0.50
3 0.70 0.40
0.70
0.50
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4、5 0.50 0.30
0.30
d ReA
●R和e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。 对中、小型，R+e可按坝前水库吹程D作近似估计，见 下表。对于非常光滑的坝坡面，波浪爬高宜增大50%。
●竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据工 程经验，预留沉降量为1%H。
5-沥青混凝土（分2层浇筑）；6-整平层；7-沥青砂浆； 8-碎石垫层；
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9-混凝土截水墙；10-沥青砂浆；11-滑动层
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（2）钢筋混凝土面板
钢筋混凝土防渗体： 在堆石坝中应用，少量土坝有采用。防渗体的 型式，以面板或心墙防渗体的。 如广东飞来峡水库的副坝就是用钢筋混凝土做 成第七 心墙防渗体的土坝。 3节土、复合土工膜 石坝利用土工膜作坝体防渗体材料：
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土质防渗体坝
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过渡层 90.5
截水墙 6 （a） 8
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保护层
砂壳
1:3.5
反滤层 粘土斜墙
截水墙 不透水层 混凝土齿墙
（b）
砂砾石冲积层
（a）粘土心墙坝； （b）粘土斜墙坝 第13页/共31页
➢在高烈度地震区可采用上缓下陡的坝坡。
➢（4）均质坝放缓下游坝坡——透水性大， 为维持渗流稳定。
➢（5）坝基和坝体土料沿坝轴线分布不一致
时，分段采用不同坡率，设过渡区，坝坡缓
慢 变 化 。 3/23/2021
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2.坝坡初选
●中、低均质坝，平均为1：3。
●土质心墙坝，下游为堆石1：1.5～1：2.5，采用土料 1：2.0～1：3.0；上游采用堆石1：1.7～1：2.7，采 用土料1：2.5～1：3.5。 ●斜墙坝下游可略陡；上游可略缓，石质放缓0.2，土 质放缓0.5。 ●面板堆石坝，上游1：1.4～1：1.7；下游1：1.3～1： 1.4，卵砾石1：1.5～1：1.6，H＞110m时，适当放缓。
高出静水位0.5m，非常条件下▽坝顶≮▽静水位。
●超高d的计算
d=R+e+A （1）
式中 R—— 波浪爬高，m；
e —— 风浪壅高，m；
A —— 安全加高，m，
根据坝的级别采用。
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坝的级别
1
正常运行 1.50
非常运行 （a）山 区，丘陵 区
非常运行 （b）平 原，滨海 区
0.70 1.00
规范规定：
高坝b=10～15m； 中、低坝b=5～10m。
三、坝坡 坝坡与坝型、坝高、筑坝材料、坝基性质以及施工方 法有关， 一般参照工程实践类比拟定，然后核算、修改确定。 在满足 稳定的前提下，尽可能陡以节约工程量。
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第6页/共31页
原则：
（1）上游坝坡比下游缓——上游坝坡长期处于
近年来许多工程都倾向于采用简单的单层式
沥 青 混 凝 土 斜 墙 。 3/23/2021
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沥青混凝土面板构造
13 3
3
10 15
2
9 2 12 6 6 2
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七
5
节 土
6
10 6
11 6
石
坝
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的
（ ） （ ） （ ）
构
造
a
b
c
1-沥青砂胶；2-沥青砂浆；3-沥青混凝土（分3层浇 筑）；Βιβλιοθήκη Baidu-排水层；
2．非土质材料防渗体
（1）沥青混凝土防渗体
沥青混凝土具有: 塑性和柔性好；防渗性能较 好。渗透系数约10-7～10-10cm/s；厚度通常 取40～125cm。对于中低坝，其底部厚度可采 用坝高的1/40～1/60，顶部但不应小于30cm。
沥青混凝土斜墙坝：
沥青混凝土斜墙做成双层式，即在两层沥青 混凝土防渗层之间夹一层由贫沥青混凝土铺成 的排水层，其作用是排除渗过首层防渗层的渗 水。
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➢马道：设在变坡处—拦截雨水，防止冲刷 坝面，交通、检修、观测，增加稳定。上游 除观测需要外，趋向不设马道，下游坝坡也 不设或少设。在坝坡上设置斜马道效果良好， 对坝面交通极为有利，设Z字形上坝公路， 避免岸坡开挖道路。宽度按用途确定， b≮1.5m。
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二、土石坝的构造 土石坝的构造主要包括坝顶、护坡、防渗体和排 水设施等四个部分。
一、防渗体
按防渗体材料可分为：
土质防渗体：粘性土心墙和斜墙等；
非土质材料防渗体：沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、 斜墙、面板和复合土工膜等。
1．土质防渗体
3/23/2021
实践证明：土质防渗体的断面及厚度取决于防 渗体土料的允许比降，在设计中通常采用渗流平均
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允许比降
最大作用水头H与允许比降的比值：T=H/[J]。
工程中：理论计算的防渗体断面可能太薄， 其对抗震抗裂不利。
为此，根据实际工程经验提出的允许比降：
心墙不宜大于4.0，斜墙不宜大于5.0
据此求出土质防渗体底部的厚度。
土质防渗体顶部最小厚度宜取3.0m。 心(斜)墙顶部、上游墙面应设保护层，其 厚度不得小于1.0m。
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R
坝顶超高计算图
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一、坝顶高程 ▽坝顶＝▽静水位+d（坝顶超高）: ●按四种条件计算，取最大值：
① ▽坝顶＝▽设计+ d正常； ② ▽坝顶＝▽正常+ d正常；
③ ▽坝顶＝▽校核+ d非常；④ ▽坝顶＝▽正常+ d非常+△A地 震。
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●设防浪墙时，为对▽防浪的要求，正常条件下▽坝顶应
●地震涌浪高△A地震＝0.5～1.5m
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水库吹程D（km） 正常波浪爬高R+e 最小波浪爬高
（m）
R +e （m）
<1.6
1.2
0.9
1.6
1.5
1.2
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1.8
1.5
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2.4
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16.0
3.0
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二、坝顶宽度
饱和状态，水库水位也可能快速下降。
（2）斜墙坝的上游坝坡较心墙坝为缓——土质
防渗体斜墙坝上游坝坡的稳定受斜墙土料特性控
制，下游坝坡相反。
（3）变坡与不变坡——粘性土料的稳定坝坡上
部陡，下部缓，每隔10～30m，逐段放缓，相邻
坡率差值取0.25或0.5；
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➢砂土和堆石的稳定坝坡为一平面，可采用均 一坡率；
3/23/2021
2 1.00 0.50
3 0.70 0.40
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4、5 0.50 0.30
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●R和e的计算可按土石坝规范推荐的公式计算。 对中、小型，R+e可按坝前水库吹程D作近似估计，见 下表。对于非常光滑的坝坡面，波浪爬高宜增大50%。
●竣工时的坝顶高程应预留足够的沉降量。根据工 程经验，预留沉降量为1%H。
5-沥青混凝土（分2层浇筑）；6-整平层；7-沥青砂浆； 8-碎石垫层；
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9-混凝土截水墙；10-沥青砂浆；11-滑动层
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（2）钢筋混凝土面板
钢筋混凝土防渗体： 在堆石坝中应用，少量土坝有采用。防渗体的 型式，以面板或心墙防渗体的。 如广东飞来峡水库的副坝就是用钢筋混凝土做 成第七 心墙防渗体的土坝。 3节土、复合土工膜 石坝利用土工膜作坝体防渗体材料：